玉米秸秆生物炭修复铅镉污染土壤及其对土壤细菌群落的影响OA

为探讨玉米秸秆生物炭对Pb和Cd污染土壤的综合修复效果,本研究通过盆栽试验,对比分析了不同用量(0、1%、2%和4%)的生物炭处理下小麦的生长状况、各植株组织中Pb/Cd含量、土壤中Pb/Cd的有效性与形态分布以及土壤细菌群落结构等指标。结果表明:玉米秸秆生物炭的施用显著提高了小麦的株高和生物量;与不施加生物炭的CK处理相比,生物炭处理显著降低了小麦根、茎、叶和籽粒中的Pb和Cd含量,当生物炭用量为2%时可有效保障小麦籽粒中Pb和Cd的含量低于我国《食品安全国家标准食品中污染物限量》(GB 2762—2022)的限量值。随着生物炭施用量的增加,小麦根际土壤中DTPA有效态Pb和Cd的含量分别降低了15.38%~46.21%和23.88%~49.25%,弱酸可提取态和可还原态Pb/Cd比例降低,而可氧化态与残渣态Pb/Cd比例增加。此外,玉米秸秆生物炭的施加还显著提高了根际土壤中有机质(8.69%~39.08%)、总氮(37.40%~96.18%)、速效磷(18.95%~52.99%)和速效钾(5.91%~20.82%)的含量,提升了根际土壤细菌群落的多样性和丰富度,增加了变形菌门(Proteobacteria)和芽孢杆菌属(Bacillus)等有益菌群的相对丰富度。研究表明,Pb和Cd污染土壤中施用玉米秸秆生物炭具有降低Pb/Cd生物有效性、提升土壤肥力、改善土壤细菌群落组成与结构以及增强细菌代谢能力的效果,从而起到促进小麦生长并且保障小麦安全生产的作用。